EP3703199B1 - Elektrische anordnung an einem flugzeugrumpf mit einem rumpfaussenseitigen elektrischen verbraucher - Google Patents

Elektrische anordnung an einem flugzeugrumpf mit einem rumpfaussenseitigen elektrischen verbraucher Download PDF

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EP3703199B1
EP3703199B1 EP20159626.9A EP20159626A EP3703199B1 EP 3703199 B1 EP3703199 B1 EP 3703199B1 EP 20159626 A EP20159626 A EP 20159626A EP 3703199 B1 EP3703199 B1 EP 3703199B1
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EP
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fuselage
section
arrangement
outside
bearing section
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Kai Schulze-Reimann
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Airbus Operations GmbH
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Publication date
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    • H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles

Definitions

  • the invention relates to an electrical arrangement on an aircraft fuselage, as well as an aircraft having a fuselage with at least one such arrangement.
  • Modern commercial aircraft have numerous electrical consumers for many different functions. These can be located not only inside an aircraft fuselage, but also on the outside of the fuselage. To couple this to a voltage supply arranged on the inside of the fuselage, an electrical connection is required which extends through a fuselage skin.
  • An example of an electrical consumer arranged on the outside of the fuselage is an electroluminescent device with which luminous elements can be provided.
  • US 2018/0002033 A1 shows, for example, a band-like, flexible connecting element which has a conductive layer with a surrounding layer having electrical insulation. The connecting element is guided through a slot into the interior of the fuselage and fed to a voltage supply there. Another electrical arrangement is in WO2017174939 disclosed.
  • An electrical arrangement is proposed on an aircraft fuselage, comprising a fuselage component, at least one electrical consumer, and a conductive electrical connection element, the fuselage component having an inside and an outside, an opening being arranged in the fuselage component through which the electrical connection element extends extends, wherein the electrical connection element has a disk-like support section and a transversely to the support section extending feed-through section, wherein the support section is fastened flush to the outside or the inside of the fuselage component and the feed-through section extends from the support section through the opening and over the opening extends out, wherein the electrical connection element is electrically isolated from the opening and the fuselage component and can be connected to a voltage supply arranged on the inside, and wherein the min at least one electrical consumer is arranged on the outside of the fuselage component and with that part of the connecting element protruding to the outside of the fuselage is electrically connected.
  • the fuselage component can be an integral part of the aircraft fuselage. It could be a fuselage shell, a so-called fuselage barrel, or another component that is assigned to the aircraft fuselage or is connected to it.
  • the material from which the fuselage component is made is largely irrelevant.
  • plastics, fiber-reinforced plastics or mixtures thereof can also be considered.
  • a conductivity of the fuselage component could offer itself.
  • the at least one electrical consumer could be an electroluminescent device.
  • the invention is also suitable for electrically coupling other electrical loads, for example lighting devices in general, communication devices, sensor systems and others.
  • the conductive electrical connection element forms a core component.
  • the structure of this differs significantly from ribbon-like connecting elements or kinked cables.
  • the disk-like support section can be provided for arrangement on the outside of the fuselage. Then it has in particular a planar structure and consequently extends in a main plane of extent which coincides with the main plane of extent of the relevant side of the fuselage component. The dimensions assumed in this plane of extent clearly exceed the strength, ie the thickness, of the support section. This could preferably be less than 1 mm and particularly preferably between 0.1 and 0.8 mm and, for example, between 0.2 and 0.5 mm.
  • the support section can also be arranged on the inside of the fuselage component, so that the lead-through section extends outward through the opening to the outside of the fuselage.
  • the thickness of the support section does not have to be as small as in the case of the arrangement on the outside of the fuselage.
  • the lead-through section runs transversely to this and particularly preferably perpendicularly. Its dimensions could be designed depending on several boundary conditions. In addition to the expected current flow, conductivity of the material used, manageability by assembly personnel, these also include reasonable mechanical strength, in particular taking into account a differential pressure between the inside of the fuselage and the outside of the fuselage. Furthermore, the mechanical implementation of an electrical connection can also be dimensioning.
  • the support section and the lead-through section could form an integral component.
  • the electrical connection element could also be made in several parts, so that the support section and the lead-through section could be connected to one another by a suitable assembly method.
  • an integral construction of these two sections in the form of a single component is preferred.
  • the electrical insulation can be achieved by different measures.
  • One variant includes, for example, the application of an insulating lacquer or a resin to the relevant surfaces of the connecting element.
  • an insulating insert surrounding the connecting element can be placed in the opening, which insert also extends under the surface area occupied by the support section.
  • a pole of the electrical voltage supply can be connected on the inside of the fuselage to the lead-through section or the support section, depending on which of the two sections are arranged on the inside of the fuselage.
  • the corresponding pole can also be picked up on the section on the outside of the fuselage.
  • the deflection of a flexible, band-like connecting element through a gap, the kinking of a conventional electrical line or other variants for line feedthrough known in the prior art are consequently not required.
  • the section arranged on the inside of the fuselage can be mechanically very robustly connected to an on-board cable or a rail.
  • the flat support section arranged on the outside or the outwardly protruding lead-through section can be provided with an electrical connection based on a film in order to establish the electrical connection to the consumer.
  • the support section is an outer support section which is glued to the outside of the fuselage.
  • the lead-through section can be inserted through the opening from the outside, so that the relevant support section comes into abutment with the fuselage component and rests flat on the fuselage component.
  • a particularly low structural height on the outside of the fuselage, which is harmless from an aerodynamic point of view, can be achieved by flat gluing and with a particularly flat configuration of the support section. It is then advantageous for the electrical insulation to be implemented by the adhesive used for the bonding so that there is no additional material layer.
  • An advantageous embodiment additionally has an inner support section which is arranged on the inside of the fuselage component, at least partially surrounds the lead-through section or is arranged directly adjacent to it, is insulated from the lead-through section and is electrically conductive with the fuselage component connected is.
  • the inner support section could be connected to a second pole of a voltage supply or to a ground.
  • the at least one electrical consumer could then be supplied with a voltage by being connected to the connecting component and the fuselage component.
  • a further advantageous embodiment has two or more outer support sections, each having an individual lead-through section and surrounded by a common inner support section, which is arranged on the inside of the fuselage component, in an electrically insulated manner, the inner support section being electrically conductively connected to the fuselage component .
  • the support section can be an inner support section, the lead-through section extending through the opening to the outside of the fuselage.
  • the inner support section lies flush against the inside of the fuselage and the electrical connection on the outside can be realized by an end of the lead-through section lying on the outside of the fuselage.
  • a build-up thickness can also be controlled very precisely with this.
  • a particular advantage lies in the fact that the inner support section does not necessarily have to be made very thin, but can be designed primarily to meet handling and assembly requirements.
  • the lead-through section preferably ends essentially flat with the outside of the fuselage.
  • the lead-through section can also end slightly below the outside of the fuselage.
  • the structure on the outside of the fuselage can therefore be implemented very flat.
  • the inner support section can preferably be glued to the inside of the fuselage.
  • the adhesive used for this can simultaneously serve as an electrical insulator and simplify the construction.
  • the support section could be connected to the inside of the fuselage in an electrically insulated manner by means of at least one connecting means.
  • the at least one connecting means can consist of a non-conductive material.
  • surfaces in contact with the connecting means can also be electrically insulated.
  • a connection that is both mechanically firm and reversible for maintenance purposes or for modification could be achieved by means of a screw connection.
  • the inner support section can have a connection section on a side facing away from the lead-through section which protrudes from the support section for connection to a voltage supply.
  • the connection of such a connecting section then takes place in the same way as in the case of a lead-through section which is led through from the outside to the inside.
  • the electrical load is preferably connected by means of a conductive coating to a section of the electrical connection element arranged on the outside of the fuselage, the conductive coating at least partially covering the section arranged on the outside of the fuselage.
  • the electrical connection could be under a closed layer of lacquer with a thin and possibly large-area conductive coating with a very low structural strength and low weight. Furthermore, the electrical connection is practically invisible on the outside of the aircraft.
  • the fuselage component preferably has a conductive material.
  • a conductivity can be established as a ground connection, which extends through the entire fuselage component.
  • the conductive material could extend over the entire fuselage component or discrete conductor tracks or conductive sections could be integrated, which enable the ground connection both on the inside and outside of the fuselage.
  • the support section could be glued to the fuselage component by means of an adhesive, the adhesive being electrically insulating.
  • the invention also relates to an aircraft having a fuselage with at least one such arrangement.
  • the at least one electrical consumer can be an electroluminescent device.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an electrical arrangement 2 on an aircraft fuselage 4.
  • the arrangement 2 has a fuselage component 6, an electrical load 8 in the form of an electroluminescent device and a conductive, electrical connecting element 10.
  • the fuselage component 6 has an inside 12 and an outside 14. In the fuselage component 4 there is an opening 16 which extends completely through a material thickness of the fuselage component 6.
  • the electrical connection element 10 has a disk-like support section 18, which in this example is arranged on the fuselage outer side 14.
  • the outer support section 18 This is glued to the outside of the fuselage 14 via an adhesive layer 20.
  • the adhesive layer 20 is designed to be electrically insulating by way of example.
  • the outer support section 18 is made very flat and could, for example, have a material thickness of less than 1 mm.
  • a lead-through section 22 extends transversely from the outer Support section 18 extends through the opening 16 beyond the inside 12.
  • the connecting element 10 is designed to be electrically conductive, so that when a voltage pole is applied to an inner end 26 of the feed-through section 22, the voltage pole is also applied to the outer support section 18. Due to the electrical insulation by means of the adhesive layers 20 and 24, the outer support section 18 can have a different potential than, for example, the fuselage component 6 itself.
  • the electrical consumer 8 has a very flat structure which should not possibly influence the aerodynamic properties of the aircraft.
  • the consumer 8 can be electrically insulated from the fuselage component 6 by means of a paint layer 28 on the fuselage outer side 14.
  • the consumer 8 can be electrically connected to the outer support section 18 by means of an electrically conductive coating 30.
  • an additional support disk 32 is provided, which rests flush on the inside of the fuselage 12 and is electrically connected to the fuselage component 6.
  • the support disk 32 and the fuselage component 6 could have a conductive material for this purpose.
  • the fuselage component 6 does not have to consist entirely of a conductive material, but can only have conductive sections.
  • the inner support disk 32 can be connected to a ground pole so that the consumer 8 can be connected to it via the body component 6.
  • the inner support disk 32 has an opening 38 through which the lead-through section 22 of the connecting element 10 extends.
  • An insulating layer 40 arranged in a ring around the lead-through section 22 is provided there, so that an electrical connection between these two components can be ruled out.
  • a first connection cable 34 and a second connection cable 36 are shown, which are connected to the electrical connection element 10 or the support plate 32.
  • a screwable electrical connector can also be used for the connection.
  • Fig. 2 shows a modified variant in the form of an arrangement 42.
  • the electrical consumer 8 is divided in the form of two individual consumers 8A and 8B, which are electrically isolated from one another at a separation point 44.
  • Each of the loads 8A and 8B is electrically connected to an outer support section 18A and 18B, respectively. Both are insulated from the outside of the fuselage 14 via an adhesive layer 20A or 20B.
  • Both outer support sections 18A and 18B are each connected to a feed-through section 22A and 22B, which extend through the openings 16 and 38.
  • Both lead-through sections 22A and 22B can consequently be connected to different voltage poles.
  • the consumers 8A and 8B can be supplied with different voltages or controlled separately from one another despite only a single electrical feedthrough.
  • the additional, inner support disk 32 is provided, which can be connected to a ground pole.
  • a return line or ground connection can be made possible for all consumers 8A and 8B.
  • Fig. 3 shows an alternative arrangement 46 in which an electrical connection element 48 is provided which has an inner bearing portion 50. This is placed on the inside of the fuselage 12 and has a lead-through section 52 which extends outward through the opening 16.
  • the lead-through section 52 could be located at a very small distance above the fuselage outer side 14, so that it protrudes slightly therefrom. This could result in a shoulder that is significantly less than 1 mm thick.
  • suitable measures can be used to create a completely plane Execution with an edge-side insulation. It is also conceivable that the lead-through section 52 ends somewhat below the outer skin, so that an even flatter design is achieved.
  • a lacquer layer 28 on which the electrical consumer 8 is placed. This can be connected directly to an outwardly facing surface 54 of the lead-through section 52 via a conductive coating.
  • An additional connection section 56 is arranged on the inner support section 50 and protrudes from the inner support section 50 and can be connected to a voltage supply, i.e. a voltage pole.
  • the connecting element 48 is screwed to the fuselage component 6 and has connecting means 58 in the form of screws or the like for this purpose. It goes without saying that the connection is preferably electrically insulated.
  • FIG. 4 an aircraft 60 with a fuselage 4 that has at least one arrangement 2, 42 or 46 shown above.

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Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Anordnung an einem Flugzeugrumpf, sowie ein Flugzeug aufweisend einen Rumpf mit mindestens einer derartigen Anordnung.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Moderne Verkehrsflugzeuge weisen zahlreiche elektrische Verbraucher für viele unterschiedliche Funktionen auf. Diese können sich nicht nur im Innern eines Flugzeugrumpfs befinden, sondern auch an einer Rumpfaußenseite. Zur Ankopplung dieser an eine rumpfinnenseitig angeordnete Spannungsversorgung ist eine elektrische Verbindung erforderlich, die sich durch eine Rumpfhaut erstreckt. Ein Beispiel für einen rumpfaußenseitig angeordneten elektrischen Verbraucher ist eine Elektrolumineszenz-Vorrichtung, mit der leuchtende Elemente bereitgestellt werden können.
  • Zur Stromversorgung mit einem möglichst flachen Aufbau sind unterschiedliche Varianten bekannt. US 2018/0002033 A1 zeigt etwa ein bandartiges, flexibles Verbindungselement, das eine leitfähige Schicht mit einer diese umgebenden elektrischen Isolierung aufweist. Das Verbindungselement wird durch einen Schlitz in ein Rumpfinneres geführt und dort einer Spannungsversorgung zugeführt. Eine weitere elektrische Anordnung ist in WO2017174939 offenbart.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative elektrische Anordnung für einen Rumpf eines Flugzeugs mit einem elektrischen Verbraucher an einer Außenseite des Rumpfs und einer Spannungsversorgung an einer Rumpfinnenseite vorzuschlagen, bei der eine möglichst robuste und dennoch sehr flach aufbauende elektrische Verbindung ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
  • Es wird eine elektrische Anordnung an einem Flugzeugrumpf vorgeschlagen, aufweisend ein Rumpfbauteil, mindestens einen elektrischen Verbraucher, und ein leitfähiges elektrisches Verbindungselement, wobei das Rumpfbauteil eine Innenseite und eine Außenseite aufweist, wobei eine Öffnung in dem Rumpfbauteil angeordnet ist, durch die sich das elektrische Verbindungselement erstreckt, wobei das elektrische Verbindungselement einen scheibenartigen Auflageabschnitt und einen sich quer zu dem Auflageabschnitt erstreckenden Durchführungsabschnitt aufweist, wobei der Auflageabschnitt bündig an der Außenseite oder der Innenseite des Rumpfbauteils befestigt ist und der Durchführungsabschnitt von dem Auflageabschnitt durch die Öffnung hindurch verläuft und sich über die Öffnung hinaus erstreckt, wobei das elektrische Verbindungselement gegenüber der Öffnung und dem Rumpfbauteil elektrisch isoliert ist und mit einer an der Innenseite angeordneten Spannungsversorgung verbindbar ist, und wobei der mindestens eine elektrische Verbraucher an der Außenseite des Rumpfbauteils angeordnet ist und mit dem zu der Außenseite des Rumpfs ragenden Teil des Verbindungselements elektrisch verbunden ist.
  • Das Rumpfbauteil kann ein integraler Bestandteil des Flugzeugrumpf sein. Es könnte sich etwa um eine Rumpfschale handeln, eine sogenannte Rumpftonne oder ein anderes Bauteil, das dem Flugzeugrumpf zuzuordnen oder damit verbunden ist. Im Kontext der Erfindung ist weitgehend unerheblich, aus welchem Material das Rumpfbauteil hergestellt ist. Neben metallischen Materialien können auch Kunststoffe, faserverstärkte Kunststoffe oder Mischungen hieraus in Erwägung gezogen werden. In bestimmten Ausführungsformen, wie weiter nachfolgend ausgeführt, könnte sich eine Leitfähigkeit des Rumpfbauteils anbieten.
  • Der mindestens eine elektrische Verbraucher könnte, wie eingangs erwähnt, eine Elektrolumineszenzvorrichtung sein. Tatsächlich eignet sich die Erfindung jedoch auch zur elektrischen Ankopplung anderer elektrischer Verbraucher, beispielsweise Beleuchtungseinrichtungen im allgemeinen, Kommunikationsgeräte, Sensorsysteme und anderes.
  • Eine Kernkomponente bildet das leitfähige, elektrische Verbindungselement. Dieses weicht in seinem Aufbau deutlich von bandartigen Verbindungselementen oder von geknickten Kabeln ab. Der scheibenartige Auflageabschnitt kann zur Anordnung an der Rumpfaußenseite vorgesehen sein. Dann weist er insbesondere eine flächige Struktur auf und erstreckt sich folglich in einer Haupterstreckungsebene, die mit der Haupterstreckungsebene der betreffenden Seite des Rumpfbauteils übereinstimmt. Die in dieser Erstreckungsebene eingenommenen Dimensionen übersteigen deutlich die Stärke, d.h. die Dicke, des Auflageabschnitts. Diese könnte bevorzugt weniger als 1 mm betragen und besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 0,8 mm und beispielhaft zwischen 0,2 und 0,5 mm liegen.
  • Alternativ dazu kann der Auflageabschnitt auch an der Innenseite des Rumpfbauteils angeordnet werden, so dass sich der Durchführungsabschnitt durch die Öffnung zu der Rumpfaußenseite nach außen erstreckt. Die Stärke des Auflageabschnitts muss in diesem Fall nicht so gering sein, wie bei der Anordnung an der Rumpfaußenseite.
  • Quer hierzu und besonders bevorzugt senkrecht, verläuft der Durchführungsabschnitt. Dessen Dimensionen könnten abhängig von mehreren Randbedingungen gestaltet sein. Diese umfassen neben dem zu erwartenden Stromfluss, einer Leitfähigkeit des verwendeten Materials, einer Handhabbarkeit durch Montagepersonal auch eine sinnvolle mechanische Festigkeit, insbesondere unter Berücksichtigung eines Differenzdrucks zwischen der Rumpfinnenseite und der Rumpfaußenseite. Weiterhin kann auch die mechanische Realisierung einer elektrischen Verbindung dimensionierend sein.
  • Es ist vorstellbar, mehrere derartige elektrische Verbindungselemente in dem Rumpfbauteil unabhängig voneinander einzusetzen.
  • Der Auflageabschnitt und der Durchführungsabschnitt könnten ein integrales Bauteil bilden. Alternativ dazu könnte das elektrische Verbindungselement auch mehrteilig ausgeführt sein, so dass der Auflageabschnitt und der Durchführungsabschnitt durch ein geeignetes Montageverfahren miteinander verbunden werden könnten. Bevorzugt ist jedoch eine integrale Bauweise dieser beiden Abschnitte in Form eines einzigen Bauteils.
  • Die elektrische Isolierung kann durch unterschiedliche Maßnahmen erreicht werden. Eine Variante umfasst beispielsweise das Aufbringen eines isolierenden Lacks oder eines Harzes auf die betreffenden Oberflächen des Verbindungselements. Alternativ oder zusätzlich dazu kann ein das Verbindungselement umgebender, isolierender Einsatz in der Öffnung platziert werden, der sich auch unter den von dem Auflageabschnitt eingenommenen Flächenbereich erstreckt.
  • Ein Pol der elektrischen Spannungsversorgung kann rumpfinnenseitig mit dem Durchführungsabschnitt oder dem Auflageabschnitt verbunden werden, je nachdem welche der beiden Abschnitte rumpfinnenseitig angeordnet sind. An dem rumpfaußenseitig liegenden Abschnitt kann der entsprechende Pol ebenso abgegriffen werden. Das Umlenken eines flexiblen, bandartigen Verbindungselements durch einen Spalt, das Umknicken einer herkömmlichen elektrischen Leitung oder andere, im Stand der Technik bekannte Varianten zur Leitungsdurchführung sind folglich nicht erforderlich. Der rumpfinnenseitig angeordnete Abschnitt kann mechanisch sehr robust mit einem bordseitigen Kabel oder einer Schiene verbunden werden. Der an der Außenseite angeordnete flächige Auflageabschnitt oder der nach außen ragende Durchführungsabschnitt kann mit einer auf einer Folie basierenden elektrischen Verbindung versehen werden, um die elektrische Verbindung zu dem Verbraucher herzustellen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Auflageabschnitt ein äußerer Auflageabschnitt, der mit der Rumpfaußenseite verklebt ist. Der Durchführungsabschnitt kann bei der Montage von außen durch die Öffnung gesteckt werden, so dass der betreffende Auflageabschnitt mit dem Rumpfbauteil in Anschlag gerät und flach auf dem Rumpfbauteil aufliegt. Durch eine flache Verklebung und bei einer besonders flachen Ausgestaltung des Auflageabschnitts kann eine besonders geringe Aufbauhöhe auf der Rumpfaußenseite erreicht werden, welche unter aerodynamischen Gesichtspunkten unschädlich ist. Es ist dann von Vorteil, die elektrische Isolierung durch den für die Verklebung verwendeten Klebstoff realisiert werden, so dass keine zusätzliche Materialschicht vorliegt.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform weist zusätzlich einen inneren Auflageabschnitt auf, der an der Innenseite des Rumpfbauteils angeordnet ist, den Durchführungsabschnitt zumindest teilweise umgibt oder direkt benachbart dazu angeordnet ist, zu dem Durchführungsabschnitt isoliert ist und elektrisch leitend mit dem Rumpfbauteil verbunden ist. Der innere Auflageabschnitt könnte mit einem zweiten Pol einer Spannungsversorgung oder einer Masse verbunden werden. Der mindestens eine elektrische Verbraucher könnte dann durch Anschluss an dem Verbindungsbauteil und dem Rumpfbauteil mit einer Spannung versorgt werden. Durch die Anordnung des inneren Auflageabschnitts benachbart zu dem Durchführungsabschnitt oder diesen umgebend kann ein besonders vorteilhaftes elektrisches Verbindungselement realisiert werden, bei dem die Anschlüsse nebeneinander oder koaxial in Form eines Schraubverbinders oder dergleichen vorliegen.
  • Eine weiter vorteilhafte Ausführungsform weist zwei oder mehr äußere Auflageabschnitte auf, die jeweils einen individuellen Durchführungsabschnitt aufweisen und von einem gemeinsamen inneren Auflageabschnitt, der an der Innenseite des Rumpfbauteils angeordnet ist, elektrisch isoliert umgeben sind, wobei der innere Auflageabschnitt elektrisch leitend mit dem Rumpfbauteil verbunden ist. Mehrere unterschiedliche elektrische Verbraucher könnten damit mit individuellen elektrischen Verbindungen versorgt werden. Bei dem Beispiel der Elektrolumineszenz-Vorrichtung könnten damit mehrere unterschiedliche Felder oder Bereiche angesteuert werden. Das Rumpfbauteil kann dann als Masse wirken.
  • Alternativ kann der Auflageabschnitt ein innerer Auflageabschnitt sein, wobei sich der Durchführungsabschnitt durch die Öffnung zu der Rumpfaußenseite erstreckt. Folglich liegt der innere Auflageabschnitt bündig an der Rumpfinnenseite an und die elektrische Verbindung an der Außenseite kann durch ein an der Rumpfaußenseite liegendes Ende des Durchführungsabschnitt realisiert werden. Damit kann ebenso sehr präzise eine Aufbaustärke gesteuert werden. Ein besonderer Vorteil liegt in der Tatsache, dass der innere Auflageabschnitt nicht zwangsläufig sehr dünn ausgebildet sein muss, sondern primär zur Erfüllung von Handhabungs- und Montageanforderungen gestaltet sein kann.
  • Der Durchführungsabschnitt schließt bevorzugt im Wesentlichen plan mit der Rumpfaußenseite ab. Der Durchführungsabschnitt kann weiterhin auch leicht unterhalb der Rumpfaußenseite enden. Der auf der Rumpfaußenseite befindliche Aufbau kann demnach sehr flach realisiert werden.
  • Bevorzugt kann der innere Auflageabschnitt auf die Rumpfinnenseite geklebt sein. Auch hier kann der dazu eingesetzte Klebstoff gleichzeitig als elektrischer Isolator dienen und den Aufbau vereinfachen.
  • Ebenso könnte der Auflageabschnitt mit der Rumpfinnenseite mittels mindestens eines Verbindungsmittels elektrisch isoliert verbunden sein. Das mindestens eine Verbindungsmittel kann aus einem nicht leitfähigen Stoff bestehen. Andererseits können auch mit dem Verbindungsmittel in Berührung stehende Flächen elektrisch isoliert sein. Durch eine Verschraubung könnte eine sowohl mechanisch feste als auch für Wartungszwecke oder zur Modifikation reversible Verbindung erreicht werden.
  • Wird der Auflageabschnitt an der Rumpfinnenseite angeordnet, kann der innere Auflageabschnitt an einer von dem Durchführungsabschnitt abgewandten Seite einen Verbindungsabschnitt aufweisen, der von dem Auflageabschnitt zum Verbinden mit einer Spannungsversorgung absteht. Die Verbindung eines solchen Verbindungsabschnitts erfolgt dann auf dieselbe Weise wie bei einem von außen nach innen durchgeführten Durchführungsabschnitt.
  • Bevorzugt ist der elektrische Verbraucher mittels einer leitfähigen Beschichtung mit einem rumpfaußenseitig angeordneten Abschnitt des elektrischen Verbindungselements verbunden, wobei die leitfähige Beschichtung den rumpfaußenseitig angeordneten Abschnitt zumindest teilweise überdeckt. Die elektrische Verbindung könnte unter einer geschlossenen Lackschicht mit einer dünnen und gegebenenfalls großflächigen leitfähigen Beschichtung mit einer sehr geringen Aufbaustärke und einem geringen Gewicht realisiert werden. Ferner ist die elektrische Verbindung an der Außenseite des Flugzeugs praktisch nicht sichtbar.
  • Bevorzugt weist das Rumpfbauteil ein leitfähiges Material auf. Damit kann zumindest an bestimmten Stellen eine Leitfähigkeit als Masseverbindung hergestellt werden, die sich durch das gesamte Rumpfbauteil erstreckt. Das leitfähige Material könnte sich über das gesamte Rumpfbauteil erstrecken oder es könnten diskrete Leiterbahnen oder leitfähige Abschnitte integriert sein, die die Masseverbindung sowohl rumpfinnenseitig als auch rumpfaußenseitig ermöglicht.
  • Wie vorangehend erwähnt könnte der Auflageabschnitt an das Rumpfbauteil mittels eines Klebstoffs geklebt sein, wobei der Klebstoff elektrisch isolierend ist.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Flugzeug, aufweisend einen Rumpf mit mindestens einer derartigen Anordnung.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der mindestens eine elektrische Verbraucher eine Elektrolumineszenz-Vorrichtung sein.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
    • Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Anordnung mit einem äußeren Auflageabschnitt in einer Schnittansicht.
    • Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer elektrischen Anordnung mit mehreren äußeren Auflageabschnitten in einer Schnittansicht.
    • Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Anordnung mit einem inneren Auflageabschnitt in einer Schnittansicht.
    • Fig. 4 zeigt ein Flugzeug.
    DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Anordnung 2 an einem Flugzeugrumpf 4. Die Anordnung 2 weist ein Rumpfbauteil 6, einen elektrischen Verbraucher 8 in Form einer Elektrolumineszenz-Vorrichtung und ein leitfähiges, elektrisches Verbindungselement 10 auf. Das Rumpfbauteil 6 weist eine Innenseite 12 sowie eine Außenseite 14 auf. In dem Rumpfbauteil 4 befindet sich eine Öffnung 16, die sich vollständig durch eine Materialstärke des Rumpfbauteils 6 erstreckt.
  • Das elektrische Verbindungselement 10 weist einen scheibenartigen Auflageabschnitt 18 auf, der in diesem Beispiel an der Rumpfaußenseite 14 angeordnet ist.
  • Er wird weiter nachfolgend daher als äußerer Auflageabschnitt 18 bezeichnet. Dieser ist über eine Klebeschicht 20 mit der Rumpfaußenseite 14 verklebt. Die Klebeschicht 20 ist exemplarisch elektrisch isolierend ausgeführt. Der äußere Auflageabschnitt 18 ist sehr flach ausgeführt und könnte beispielsweise eine Materialstärke unter 1 mm aufweisen.
  • Quer dazu erstreckt sich ein Durchführungsabschnitt 22, der von dem äußeren Auflageabschnitt 18 durch die Öffnung 16 über die Innenseite 12 hinaus verläuft. Im Bereich der Öffnung 16 ist eine weitere Klebeschicht 24 angeordnet, welche ebenso bevorzugt elektrisch isolierend ist. Das Verbindungselement 10 ist elektrisch leitfähig ausgeführt, so dass beim Anlegen eines Spannungspols an einem inneren Ende 26 des Durchführungsabschnitts 22 der Spannungspol auch an dem äußeren Auflageabschnitt 18 anliegt. Durch die elektrische Isolierung mittels der Klebeschichten 20 und 24 kann der äußere Auflageabschnitt 18 ein anderes Potenzial aufweisen, als beispielsweise das Rumpfbauteil 6 selbst.
  • Der elektrische Verbraucher 8 weist in dem gezeigten Beispiel einen sehr flachen Aufbau auf, der die aerodynamischen Eigenschaften des Flugzeugs möglich nicht beeinflussen soll. Beispielhaft kann der Verbraucher 8 über eine Lackschicht 28 auf der Rumpfaußenseite 14 elektrisch von dem Rumpfbauteil 6 isoliert sein. Durch eine elektrisch leitfähige Beschichtung 30 kann der Verbraucher 8 mit dem äußeren Auflageabschnitt 18 elektrisch verbunden werden.
  • An der Rumpfinnenseite 12 ist eine zusätzliche Auflagescheibe 32 vorgesehen, die bündig auf der Rumpfinnenseite 12 aufliegt und elektrisch mit dem Rumpfbauteil 6 verbunden ist. Die Auflagescheibe 32 und das Rumpfbauteil 6 könnten hierzu ein leitfähiges Material aufweisen. Das Rumpfbauteil 6 muss nicht in Gänze aus einem leitfähigen Material bestehen, sondern kann lediglich leitfähige Abschnitte besitzen. Die innere Auflagescheibe 32 kann mit einem Massepol verbunden werden, so dass der Verbraucher 8 hiermit über das Rumpfbauteil 6 verbindbar ist.
  • Die innere Auflagescheibe 32 weist eine Öffnung 38 auf, durch die sich der Durchführungsabschnitt 22 des Verbindungselements 10 erstreckt. Dort ist eine ringförmig um den Durchführungsabschnitt 22 angeordnete Isolierschicht 40 vorgesehen, so dass eine elektrische Verbindung dieser beiden Komponenten ausgeschlossen werden kann.
  • Beispielhaft werden in Fig. 1 ein erstes Anschlusskabel 34 und ein zweites Anschlusskabel 36 gezeigt, das mit dem elektrischen Verbindungselement 10 oder der Auflagescheibe 32 verbunden ist. Selbstverständlich kann zur Verbindung auch ein schraubbarer elektrischer Verbinder eingesetzt werden.
  • Fig. 2 zeigt eine modifizierte Variante in Form einer Anordnung 42. Hier ist der elektrische Verbraucher 8 in Form zweier einzelner Verbraucher 8A und 8B unterteilt, die an einer Trennstelle 44 elektrisch voneinander isoliert sind. Jeder der Verbraucher 8A und 8B ist mit einem äußeren Auflageabschnitt 18A bzw. 18 B elektrisch verbunden. Beide sind über eine Klebeschicht 20A bzw. 20B zu der Rumpfaußenseite 14 isoliert. Beide äußeren Auflageabschnitte 18A und 18B sind jeweils mit einem Durchführungsabschnitt 22A und 22B verbunden, welche sich durch die Öffnungen 16 und 38 erstrecken. Beide Durchführungsabschnitte 22A und 22B sind folglich mit unterschiedlichen Spannungspolen verbindbar. Die Verbraucher 8A und 8B können trotz lediglich einer einzigen elektrischen Durchführung mit unterschiedlichen Spannungen versorgt bzw. getrennt voneinander angesteuert werden.
  • Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist die zusätzliche, innere Auflagescheibe 32 vorgesehen, welche mit einem Massepol verbindbar ist. Dadurch kann für sämtliche Verbraucher 8A und 8B eine Rückleitung bzw. Masseverbindung ermöglicht werden.
  • Fig. 3 zeigt eine alternative Anordnung 46, bei der ein elektrisches Verbindungselement 48 vorgesehen ist, der einen inneren Auflageabschnitt 50 besitzt. Dieser ist an die Rumpfinnenseite 12 gesetzt und weist einen Durchführungsabschnitt 52 auf, der sich durch die Öffnung 16 nach außen erstreckt. Der Durchführungsabschnitt 52 könnte sich in einem sehr geringen Abstand über der Rumpfaußenseite 14 befinden, so dass er leicht von dieser absteht. Hierdurch könnte ein Absatz entstehen, der eine Stärke von deutlich unter 1 mm aufweist. Selbstverständlich kann durch geeignete Maßnahmen eine vollständig plane Ausführung mit einer randseitigen Isolierung vorliegen. Es ist weiterhin denkbar, dass der Durchführungsabschnitt 52 etwas unterhalb der Außenhaut endet, so dass eine noch flachere Ausführung erreicht wird.
  • Auf der Rumpfaußenseite 14 ist eine Lackschicht 28 angeordnet, auf der der elektrische Verbraucher 8 aufgelegt ist. Dieser kann direkt über eine leitfähige Beschichtung mit einer nach außen gewandten Oberfläche 54 des Durchführungsabschnitts 52 verbunden werden. An dem inneren Auflageabschnitt 50 ist ein zusätzlicher Verbindungsabschnitt 56 angeordnet, der von dem inneren Auflageabschnitt 50 absteht und mit einer Spannungsversorgung, d.h. einem Spannungspol, verbindbar ist.
  • Beispielhaft ist das Verbindungselement 48 mit dem Rumpfbauteil 6 verschraubt und weist hierfür Verbindungsmittel 58 in Form von Schrauben oder ähnlichem auf. Es versteht sich, dass die Verbindung bevorzugt elektrisch isoliert ist.
  • Schließlich zeigt Fig. 4 ein Flugzeug 60 mit einem Rumpf 4, dass mindestens eine vorangehend dargestellte Anordnung 2,42 oder 46 aufweist.
  • Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass "aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt, und "ein" oder "eine" keine Vielzahl ausschließt. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
    • BEZUGSZEICHEN
    • 2
    Anordnung
    4
    Flugzeugrumpf
    6
    Rumpfbauteil
    8, 8A, 8B
    elektrischer Verbraucher
    10
    elektrisches Verbindungselement
    12
    Innenseite
    14
    Außenseite
    16
    Öffnung
    18, 18A, 18B
    Auflageabschnitt
    20, 20A, 20B
    Klebeschicht
    22, 22A, 22B
    Durchführungsabschnitt
    24
    Klebeschicht
    26
    inneres Ende
    28
    Lackschicht
    30
    elektrisch leitfähige Beschichtung
    32
    Auflagescheibe
    34, 34A, 34B
    erstes Anschlusskabel
    36
    zweites Anschlusskabel
    38
    Öffnung
    40
    Isolierschicht
    42
    Anordnung
    44
    Trennstelle
    46
    Anordnung
    48
    elektrisches Verbindungselement
    50
    innerer Auflageabschnitt
    52
    Durchführungsabschnitt
    54
    Oberfläche
    56
    Verbindungsabschnitt
    58
    Verbindungsmittel
    60
    Flugzeug

Claims (14)

  1. Elektrische Anordnung (2, 46) für einen Flugzeugrumpf (4), aufweisend:
    - ein Rumpfbauteil (6),
    - mindestens einen elektrischen Verbraucher (8, 8A, 8B), und
    - ein leitfähiges elektrisches Verbindungselement (10, 48),
    wobei das Rumpfbauteil (6) eine Innenseite (12) und eine Außenseite (14) aufweist,
    wobei eine Öffnung (16) in dem Rumpfbauteil (6) angeordnet ist, durch die sich das elektrische Verbindungselement (10, 48) erstreckt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das elektrische Verbindungselement (10) einen scheibenartigen Auflageabschnitt (18, 18A, 18B, 50) und einen sich quer zu dem Auflageabschnitt (18, 18A, 18B, 50) erstreckenden Durchführungsabschnitt (22, 22A, 22B, 52) aufweist,
    wobei der Auflageabschnitt (18, 18A, 18B, 50) bündig an der Außenseite (14) oder der Innenseite (12) des Rumpfbauteils (6) befestigt ist und der Durchführungsabschnitt (22, 22A, 22B, 52) von dem Auflageabschnitt (18, 18A, 18B, 50) durch die Öffnung (16) hindurch verläuft und sich über die Öffnung (16) hinaus erstreckt,
    wobei das elektrische Verbindungselement (10, 48) gegenüber der Öffnung (16) und dem Rumpfbauteil (6) elektrisch isoliert ist und mit einer an der Innenseite (12) angeordneten Spannungsversorgung verbindbar ist, und
    wobei der mindestens eine elektrische Verbraucher (8, 8A, 8B) an der Außenseite (14) des Rumpfbauteils (6) angeordnet ist und mit dem zu der Außenseite (14) des Rumpfs (4) ragenden Teil des Verbindungselements (10, 48) elektrisch verbunden ist.
  2. Anordnung (2, 46) nach Anspruch 1,
    wobei der Auflageabschnitt (18, 18A, 18B, 50) ein äußerer Auflageabschnitt (18, 18A, 18B) ist, der mit der Rumpfaußenseite (14) verklebt ist.
  3. Anordnung (2, 46) nach Anspruch 2,
    zusätzlich aufweisend einen inneren Auflageabschnitt (50), der an der Innenseite (12) des Rumpfbauteils (4) angeordnet ist, den Durchführungsabschnitt (22, 22A, 22B, 52) zumindest teilweise umgibt oder direkt benachbart dazu angeordnet ist, zu dem Durchführungsabschnitt (22, 22A, 22B, 52) isoliert ist und elektrisch leitend mit dem Rumpfbauteil (6) verbunden ist.
  4. Anordnung (2, 46) nach Anspruch 2 oder 3,
    aufweisend zwei oder mehr äußere Auflageabschnitte (18, 18A, 18B), die jeweils einen individuellen Durchführungsabschnitt (22, 22A, 22B, 52) aufweisen und von einem gemeinsamen inneren Auflageabschnitt (50), der an der Innenseite (12) des Rumpfbauteils (6) angeordnet ist, elektrisch isoliert umgeben sind, wobei der innere Auflageabschnitt (50) elektrisch leitend mit dem Rumpfbauteil (6) verbunden ist.
  5. Anordnung (2, 46) nach Anspruch 1,
    wobei der Auflageabschnitt (18, 18A, 18B, 50) ein innerer Auflageabschnitt (50) ist,
    wobei sich der Durchführungsabschnitt (22, 22A, 22B, 52) durch die Öffnung (16) zu der Rumpfaußenseite (14) erstreckt.
  6. Anordnung (2, 46) nach Anspruch 5,
    wobei sich der Durchführungsabschnitt (22, 22A, 22B, 52) im Wesentlichen plan mit der Rumpfaußenseite (14) abschließt.
  7. Anordnung (2, 46) nach Anspruch 5 oder 6,
    wobei der innere Auflageabschnitt (50) auf die Rumpfinnenseite (12) geklebt ist.
  8. Anordnung (2, 46) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    wobei der innere Auflageabschnitt (50) mit der Rumpfinnenseite (12) mittels mindestens eines Verbindungsmittels (58) elektrisch isoliert verbunden ist.
  9. Anordnung (2, 46) nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
    wobei der innere Auflageabschnitt (50) an einer von dem Durchführungsabschnitt (22, 22A, 22B, 52) abgewandten Seite einen Verbindungsabschnitt (56) aufweist, der von dem inneren Auflageabschnitt (50) zum Verbinden mit einer Spannungsversorgung absteht.
  10. Anordnung (2, 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der elektrische Verbraucher (8, 8A, 8B) mittels einer leitfähigen Beschichtung (30) mit einem rumpfaußenseitig angeordneten Abschnitt des elektrischen Verbindungselements (10, 48) verbunden ist, wobei die leitfähige Beschichtung (30) den rumpfaußenseitig angeordneten Abschnitt zumindest teilweise überdeckt.
  11. Anordnung (2, 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei das Rumpfbauteil (6) ein leitfähiges Material aufweist.
  12. Anordnung (2, 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der Auflageabschnitt (18, 18A, 18B, 50) an das Rumpfbauteil (6) mittels eines Klebstoffs geklebt ist, wobei der Klebstoff elektrisch isolierend ist.
  13. Flugzeug (60), aufweisend einen Rumpf (4) mit mindestens einer Anordnung (2, 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  14. Flugzeug (60) nach Anspruch 13, wobei der mindestens eine elektrische Verbraucher (8, 8A, 8B) eine Elektrolumineszenz-Vorrichtung ist.
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